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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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In bisherigen Verfahren zur Kollisionsvermeidung kann beispielsweise eine Bremsverzögerung unter Berücksichtigung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und von Informationen einer Umfelderfassung wie etwa Abstand und Relativgeschwindigkeit bestimmt werden. Hierbei können individuelle Insassenschutzmittel anhand der ermittelten Bremsverzögerung aktiviert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ändern einer Vorverlagerung eines Insassen eines Fahrzeugs beim Bremsen des Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Es wird ein Verfahren zum Ändern einer Vorverlagerung eines Insassen eines Fahrzeugs beim Bremsen des Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines Gurtstatussignals, das einen Status eines Gurtes zum Angurten des Insassen repräsentiert, und eines Insassenpositionssignals, das eine Position und/oder Lage des Insassen im Fahrzeug und/oder eine Änderung der Position und/oder der Lage repräsentiert;
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Verarbeiten des Gurtstatussignals und des Insassenpositionssignals, um die Vorverlagerung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu ermitteln; und
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Erzeugen zumindest eines Steuersignals zum Steuern einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs und/oder zumindest eines Rückhaltemittels zum Zurückhalten des Insassen in Abhängigkeit von der Vorverlagerung, um die Vorverlagerung zu ändern.
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Unter einer Vorverlagerung kann ein trägheitsbedingtes Nach-vorn-Beugen des Insassen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs beim Bremsen des Fahrzeugs verstanden werden. Bei dem Insassen kann es sich um einen Fahrer oder einen Beifahrer des Fahrzeugs handeln. Bei dem Gurt kann es sich beispielsweise um einen Beckengurt, einen Schrägschultergurt, einen Dreipunktgurt oder einen Hosenträgergurt handeln. Der Status des Gurtes kann beispielsweise durch eine Spannkraft des Gurtes, einen Zustand eines Gurtschlosses, eines Gurtaufrollers oder eines Gurtstraffers des Gurtes charakterisiert sein. Bei dem Insassenpositionssignal kann es sich beispielsweise um ein Signal handeln, das unter Verwendung einer Kamera zum Erfassen eines Innenraums des Fahrzeugs oder eines in einen Sitz des Insassen integrierten Gewichtssensors erzeugt wurde. Unter einem Rückhaltemittel kann beispielsweise ein elektrischer oder pyrotechnischer Gurtstraffer zum Straffen des Gurtes, ein Airbag oder eine Sitzverstelleinrichtung zum Verstellen des Sitzes verstanden werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass eine Bremseinrichtung oder ein Rückhaltemittel eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem individuellen Gurtstatus sowie einer Position oder Lage eines Fahrzeuginsassen derart gesteuert werden kann, dass die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen beim Abbremsen des Fahrzeugs auf ein Minimum reduziert wird.
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Dadurch, dass zur Ermittlung einer erforderlichen Bremsverzögerung des Fahrzeugs der Gurtstatus und eine davon abhängige Verlagerung oder Bewegung des Insassen verwendet werden, kann auch die Sicherheit des Insassen bei einer drohenden Kollision des Fahrzeugs erhöht werden.
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In einem entsprechenden Verfahren zur Ermittlung eines Bremsverzögerungsverlaufs kann beispielsweise zusätzlich zur Berücksichtigung des individuellen Gurtstatus, der beispielsweise anzeigt, ob der Gurt angelegt ist oder ein Retraktor des Gurtes blockiert ist, oder eine aktuell anliegende Spannkraft oder eine im aktuellen Tragezyklus bereits angewandte Spannkraft repräsentiert, eine aktuelle Sitzeinstellung wie etwa eine Rückenlehnenneigung, eine Sitzlängsverstellung oder Sitzkissenneigung oder Informationen einer Umfelderfassung wie etwa Abstand oder Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem relevanten Hindernis verwendet werden. Dadurch kann eine sehr genaue und zuverlässige Bestimmung eines Bremsprofils sichergestellt werden, durch dessen Verwendung bei einer drohenden Kollision die Verlagerung des Insassen und somit die Unfallfolgen für den Insassen minimiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Verarbeitens unter Verwendung des Gurtstatussignals und, zusätzlich oder alternativ, des Insassenpositionssignals ein die Vorverlagerung repräsentierender Abstand des Insassen zu einem Lenkrad, einer Armatur und, zusätzlich oder alternativ, einer Rückenlehne des Fahrzeugs bestimmt werden. Hierbei kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal in Abhängigkeit von dem Abstand erzeugt werden. Dadurch kann die Vorverlagerung mit verhältnismäßig geringem Aufwand zuverlässig und genau bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein Signal als das Gurtstatussignal eingelesen werden, das eine Spannkraft des Gurtes repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann das Gurtstatussignal einen Zustand eines Gurtschlosses, eines Gurtaufrollers oder eines Gurtstraffers des Gurtes repräsentieren. Durch diese Ausführungsform wird eine genaue Bestimmung des Gurtstatus ermöglicht.
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Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Einlesens ein von einer Innenraumerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Innenraums des Fahrzeugs und, zusätzlich oder alternativ, einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung zum Erkennen einer Sitzbelegung im Fahrzeug erzeugtes Signal als das Insassenpositionssignal eingelesen wird. Unter einer Innenraumerfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Kamera zum Überwachen des Innenraums verstanden werden. Bei der Sitzbelegungserkennungseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen in den Sitz eingebauten Gewichtssensor handeln. Dadurch wird eine zuverlässige und genaue Ermittlung der Vorverlagerung ermöglicht.
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Des Weiteren kann im Schritt des Einlesens ein Signal als das Insassenpositionssignal eingelesen werden, das eine Neigung einer Rückenlehne und/oder eines Sitzkissens eines von dem Insassen belegten Sitzes und/oder eine Position des Sitzes in Längsrichtung des Fahrzeugs repräsentiert. Durch diese Ausführungsform kann die Vorverlagerung in Abhängigkeit von einer Einstellung des Sitzes ermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein Umfeldsensorsignal, das ein von zumindest einem Umfeldsensor des Fahrzeugs erzeugtes Signal repräsentiert, und, zusätzlich oder alternativ, ein Bremssignal, das ein von der Bremseinrichtung erzeugtes Signal repräsentiert, eingelesen werden. Hierbei kann im Schritt des Verarbeitens das Umfeldsensorsignal bzw. das Bremssignal verarbeitet werden, um eine drohende Kollision des Fahrzeugs zu ermitteln. Entsprechend kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal abhängig von einem Ergebnis des Verarbeitens des Umfeldsensorsignals bzw. des Bremssignals erzeugt werden. Dadurch kann das Rückhaltemittel oder die Bremseinrichtung in Abhängigkeit von einer drohenden Kollision des Fahrzeugs gesteuert werden.
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Zusätzlich kann im Schritt des Einlesens eine Insasseninformation, die ein Gewicht, eine Größe, ein Geschlecht oder ein Alter des Insassen repräsentiert, eingelesen werden. Hierbei kann im Schritt des Erzeugens das Steuersignal unter Verwendung der Insasseninformation erzeugt werden. Dadurch kann die Vorverlagerung unter Berücksichtigung des Gewichts, der Größe, des Geschlechts oder des Alters des Insassen geändert werden.
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Es ist zudem von Vorteil, wenn im Schritt des Erzeugens das Steuersignal erzeugt wird, um den Insassen mittels des Rückhaltemittels unter Nutzung eines von dem Insassen bei der Vorverlagerung zurückgelegten Wegs zurückzuhalten. Dadurch kann beispielsweise im Fall einer Kollision die Vorverlagerung des Insassen möglichst schnell auf ein Minimum reduziert werden.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Umfeld-, Beschleunigungs- oder Lenkwinkelsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie beispielsweise Brems- oder Lenkaktoren oder ein Motorsteuergerät.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 eine schematische Darstellung einer Strategie zum Aktivieren eines Bremsprofils unter Verwendung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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5 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung, einer Gurtkraft und einer Insassenverlagerung beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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6 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung, einer Gurtkraft und einer Insassenverlagerung beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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7 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung, einer Gurtkraft und einer Insassenverlagerung beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Steuergerät 102 ist ausgebildet, um eine Vorverlagerung 104 eines Insassen 106 des Fahrzeugs 100, hier eines Fahrers, beim Bremsen des Fahrzeugs 100 zu ändern. Hierzu empfängt das Steuergerät 102 von einem Gurt 108, mit dem der Insasse 106 an einen Sitz 110 des Fahrzeugs 100 angegurtet ist, ein Gurtstatussignal 112, das einen Status des Gurtes 108 repräsentiert. Beispielsweise zeigt das Gurtstatussignal 112 gemäß 1 an, dass sich ein Gurtschloss des Gurtes 108 in einem geschlossenen Zustand befindet. Das Gurtstatussignal 112 kann ferner eine Spannkraft des Gurtes 108 sowie einen Zustand eines Gurtaufrollers, auch Retraktor genannt, oder eines elektrischen oder pyrotechnischen Gurtstraffers des Gurtes 108 repräsentieren. Zum Erfassen und Übertragen des Gurtstatussignals 112 weist der Gurt 108 gemäß 1 eine Gurtsteuereinrichtung 114 auf. Die Gurtsteuereinrichtung 114 kann je nach Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, um das Gurtschloss, den Gurtaufroller oder den Gurtstraffer zu steuern, beispielsweise um die Spannkraft oder eine Gurtlose des Gurtes 106 zu ändern. Das Gurtschloss, der Gurtaufroller oder der Gurtstraffer kann als Teil der Gurtsteuereinrichtung 114 realisiert sein.
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Das Fahrzeug 100 umfasst zudem eine Innenraumerfassungseinrichtung 116, hier als Kamera realisiert, die ausgebildet ist, um den Insassen 106 im Innenraum des Fahrzeugs 100 zu erfassen und ein den Insassen 106 repräsentierendes Erfassungssignal 118 an das Steuergerät 102 zu übertragen. Das Steuergerät 102 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Erfassungssignals 118 eine Position oder Lage des Insassen 106 im Fahrzeug 100 oder auch eine zeitliche Änderung der Position oder Lage zu ermitteln. Ferner ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um unter Verwendung des Gurtstatussignals 112 und in Abhängigkeit von der Position oder Lage des Insassen 106 die Vorverlagerung 104 zu ermitteln.
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Abhängig von einem hierbei ermittelten Wert der Vorverlagerung 104 erzeugt das Steuergerät 102 gemäß 1 ein erstes Steuersignal 120 und ein zweites Steuersignal 121. Hierbei dient das erste Steuersignal 120 zum Steuern einer Bremseinrichtung 122 des Fahrzeugs 100 und das zweite Steuersignal 121 zum Steuern eines Rückhaltemittels, hier des in den den Gurt 108 integrierten Gurtstraffers. Die Bremseinrichtung 122 ist ausgebildet, um unter Verwendung des ersten Steuersignals 120 eine Bremskraft zum Bremsen des Fahrzeugs 100 zu steuern. Beispielsweise steuert die Bremseinrichtung 122 die Bremskraft derart, dass die Vorverlagerung 104 beim Bremsen des Fahrzeugs 100 reduziert wird. Analog dazu ist die Gurtsteuereinrichtung 114 ausgebildet, um unter Verwendung des zweiten Steuersignals 121 die Spannkraft des Gurtes 108 mittels des Gurtstraffers derart zu steuern, dass die Vorverlagerung 104 beim Bremsen des Fahrzeugs 100 ebenfalls reduziert wird.
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Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um einen die Vorverlagerung 104 repräsentierenden Abstand 124 zwischen dem Insassen 106 und einem Lenkrad 125 des Fahrzeugs 100 unter Verwendung des Erfassungssignals 118 zu ermitteln. Dementsprechend erzeugt das Steuergerät 102 die Steuersignale 120, 121 in Abhängigkeit von dem Abstand 124.
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Optional ist das Fahrzeug 100 mit einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung 126 ausgestattet, hier mit einem in ein Sitzkissen 128 integrierten Gewichtssensor. Die Sitzbelegungserkennungseinrichtung 126 ist ausgebildet, um eine Belegung des Sitzes 110 durch den Insassen 106 zu erkennen und ein die Belegung repräsentierendes Belegungssignal 130 an das Steuergerät 102 zu übertragen. Hierbei ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um die Position oder Lage des Insassen 106, zusätzlich oder alternativ zur Verwendung des Erfassungssignals 118, unter Verwendung des Belegungssignals 130 zu ermitteln.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Sitz 110 mittels einer optionalen Sitzverstelleinrichtung 132 verstellbar. Hierbei ist die Sitzverstelleinrichtung 132 ausgebildet, um eine Neigung einer Rückenlehne 134 des Sitzes 110, des Sitzkissens 128 sowie eine Sitzposition des Sitzes 110 in Längsrichtung des Fahrzeugs 100 zu ändern. Mögliche Verstellrichtungen des Sitzes 110 sind beispielhaft mit drei Pfeilen gekennzeichnet. Die Sitzverstelleinrichtung 132 ist ferner ausgebildet, um die Neigung der Rückenlehne 134, des Sitzkissens 128 und die Sitzposition zu erfassen und ein die Neigung und die Sitzposition repräsentierendes Verstellsignal 136 an das Steuergerät 102 zu übertragen. Hierbei ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um die Position oder Lage des Insassen 106 unter Verwendung des Verstellsignals 136 zu ermitteln.
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Optional ist das Steuergerät 102 ausgebildet, um in Abhängigkeit von der ermittelten Vorverlagerung 104 ein drittes Steuersignal 138 zu erzeugen und an die Sitzverstelleinrichtung 132 zu übertragen. Die Sitzverstelleinrichtung 132 ist ausgebildet, um unter Verwendung des dritten Steuersignals 138 die Neigung der Rückenlehne 134 oder des Sitzkissens 128 oder die Sitzposition zu steuern. Somit fungiert auch die Sitzverstelleinrichtung 132 als Rückhaltemittel, um die Vorverlagerung 104 des Insassen 106 zu ändern.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Bremseinrichtung 122 ausgebildet, um ein Bremssignal 140, das beispielsweise die Bremskraft repräsentiert, an das Steuergerät 102 zu übertragen. Hierbei umfasst das Fahrzeug 100 einen optionalen Umfeldsensor 142, der ausgebildet ist, um ein Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen und ein das Umfeld repräsentierendes Umfeldsensorsignal 144 an das Steuergerät 102 zu übertragen. Das Steuergerät 102 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Bremssignals 140 und des Umfeldsensorsignals 144 eine drohende Kollision des Fahrzeugs 100 mit einem Hindernis 146, hier einem dem Fahrzeug 100 vorausfahrenden weiteren Fahrzeug, zu ermitteln und die Steuersignale 120, 121, 138 in Abhängigkeit von einer diesbezüglichen Auswertung der beiden Signale 140, 144 zu erzeugen.
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Das Fahrzeugumfeld wird beispielsweise von zumindest einem Umfelderfassungssystem per Radar, Lidar oder Video überwacht. Eine drohende Kollision mit einem Umgebungsobjekt kann vom Steuergerät 102 mithilfe entsprechender Umfelddaten des Umfelderfassungssystems erkannt werden. Hierbei kann das Steuergerät 102 ausgebildet sein, um eine Vermeidbarkeit der Kollision durch Lenk- oder Bremseingriffe zu bewerten.
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Die Position des Insassen wird beispielsweise mithilfe eines Innenraumerfassungssystems überwacht. Befindet sich der Insasse in einer kritischen Position, also innerhalb der Keep-out-Zone, wird dies von einem Algorithmus im Steuergerät 102 erkannt und die Information weitergeleitet. Die Keep-out-Zone kann durch einen Abstand des Insassen zum Lenkrad beschrieben sein, wobei der Abstand beispielsweise kleiner als 10 cm gewählt sein kann.
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Ein Bremsverzögerungsverlauf des Fahrzeugs 100 kann zusätzlich unter Verwendung personenbezogener Information wie Gewicht, Größe, Geschlecht und Alter bestimmt werden, wie nachfolgend näher beschrieben.
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Falls eine vom Insassen initiierte Bremsverzögerung nicht ausreicht, um eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden, kann mithilfe des Steuergeräts 102 eine optimale Bremsunterstützung ermittelt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Steuergerät 102 handelt es sich beispielsweise um ein vorangehend anhand von 1 beschriebenes Steuergerät. Das Steuergerät 102 umfasst eine Einleseeinheit 210 zum Einlesen des Gurtstatussignals 112 und eines Insassenpositionssignals 212, das die Position oder Lage des Insassen oder die Änderung der Position oder Lage des Insassen repräsentiert. Bei dem Insassenpositionssignal 212 handelt es sich beispielsweise um ein Signal, das auf der Basis des Erfassungssignals 118, des Belegungssignals 130 oder des Verstellsignals 136 durch eine mit der Einleseeinheit 210 verbundene Verknüpfungseinheit 214 erzeugt und an die Einleseeinheit 210 weitergeleitet wurde. Die Verknüpfungseinheit 214 kann als Komponente der Einleseeinheit 210 realisiert sein.
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Eine Verarbeitungseinheit 220 ist ausgebildet, um das Gurtstatussignal 112 und das Insassenpositionssignal 212 von der Einleseeinheit 210 zu empfangen, unter Verwendung der beiden Signale 112, 212 einen die Vorverlagerung repräsentierenden Vorverlagerungswert 222 zu ermitteln und diesen an eine Erzeugungseinheit 230 zu übertragen. Die Erzeugungseinheit 230 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Vorverlagerungswertes 222 die Steuersignale 120, 121, 138 zu erzeugen.
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Gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinheit 210 ausgebildet, um zusätzlich das Bremssignal 140 und das Umfeldsensorsignal 144 einzulesen und an die Verarbeitungseinheit 220 weiterzuleiten. Hierbei ist die Verarbeitungseinheit 220 ausgebildet, um unter Verwendung der beiden Signale 140, 144 zumindest einen die drohende Kollision des Fahrzeugs repräsentierenden Kollisionsparameter 232, etwa einen Aufprallzeitpunkt, einen Aufprallort oder eine Aufprallgeschwindigkeit, zu ermitteln und an die Erzeugungseinheit 230 zu übertragen. Die Erzeugungseinheit 230 ist hierbei ausgebildet, um die Steuersignale 120, 121, 138 ferner unter Berücksichtigung des Kollisionsparameters 232 zu erzeugen.
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Optional ist die Einleseeinheit 210 ausgebildet, um eine Insasseninformation 234, die je nach Ausführungsbeispiel ein Gewicht, eine Größe, ein Geschlecht oder ein Alter des Insassen repräsentiert, einzulesen und an die Erzeugungseinheit 230 weiterzuleiten. Hierbei ist die Erzeugungseinheit 230 ausgebildet, um die Steuersignale 120, 121, 138 unter Verwendung der Insasseninformation 234 zu erzeugen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand der 1 und 2 beschrieben ist. Das Steuergerät 102 ist mit einem Umfelderfassungssystem, das den Umfeldsensor 142 umfasst, einem Innenraumerfassungssystem, das die Innenraumerfassungseinrichtung 116 umfasst, der Sitzbelegungserkennungseinrichtung 126, der Sitzverstelleinrichtung 132, etwa einer elektrischen Sitzverstellung, einem elektrischen Gurtstraffer 300, einem pyrotechnischen Gurtstraffer 302, die jeweils Teil des Gurtes sein können, sowie einem Bremssystem, das die Bremseinrichtung 122 umfasst, verbunden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Strategie zum Aktivieren eines Bremsprofils unter Verwendung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines vorangehend anhand der 1 bis 3 beschriebenen Steuergeräts. Hierbei wird in einem Schritt 410 geprüft, ob der Insasse gegurtet ist. Ergibt sich im Schritt 410, dass der Insasse nicht gegurtet ist, so wird in einem Schritt 420 ein erstes Bremsprofil zum Bremsen des Fahrzeugs aktiviert. Ergibt sich hingegen im Schritt 410, dass der Insasse gegurtet ist, so wird in einem Schritt 430 geprüft, ob ein elektrischer Gurtstraffer verfügbar ist. Ergibt sich im Schritt 430, dass kein solcher Gurtstraffer verfügbar ist, so wird in einem Schritt 440 ein entsprechendes zweites Bremsprofil aktiviert. Andernfalls wird in einem Schritt 450 ein entsprechendes drittes Bremsprofil aktiviert. Ansprechend auf das Aktivieren des dritten Bremsprofils wird in einem Schritt 460 geprüft, ob sich der Insasse in der sogenannten Keep-out-Zone befindet. Beispielsweise befindet sich der Insasse in der Keep-out-Zone, sofern der Abstand zwischen Insasse und Lenkrad einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Ergibt sich im Schritt 460, dass sich der Insasse in der Keep-out-Zone befindet, so wird in einem Schritt 470 ein entsprechendes viertes Bremsprofil aktiviert. Andernfalls wird das dritte Bremsprofil aktiviert. Ansprechend auf das Aktivieren des vierten Bremsprofils wird der Schritt 460 zumindest ein weiteres Mal wiederholt, um eine kontinuierliche Überwachung der Keep-out-Zone zu ermöglichen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung 500, einer Gurtkraft 502 und einer Insassenverlagerung 504 beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand der 1 bis 4 beschrieben ist. Gezeigt ist ein Bremsprofil für einen gegurteten Insassen ohne elektrischen Gurtstraffer, wobei die einzelnen Verläufe untereinander dargestellt sind. Die Verläufe sind in drei zeitlich aufeinanderfolgende Abschnitte 510, 512, 514 unterteilt, wobei ein erster Abschnitt 510 eine erhöhte Kritikalität, ein zweiter Abschnitt 512 eine hohe Kritikalität und ein dritter Abschnitt 514 eine ultrahohe Kritikalität repräsentiert. Ein vierter Abschnitt 516 repräsentiert eine Kollision des Fahrzeugs.
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Im ersten Abschnitt 510 erfolgt ein unkritischer Bremsruck, der sich durch einen steilen Anstieg der Verzögerung 500 und der Gurtkraft 502 zu Beginn des ersten Abschnitts 510 äußert. Über den Bremsruck kann eine Gurtlose des Gurtes reduziert werden. Der Bremsruck ist in 5 mit zwei Pfeilen markiert. Nachfolgend auf den Bremsruck erfolgt eine leichte Verzögerung, welche die Kopplung Insasse/Gurt aufrechterhält, dargestellt durch eine konstant niedrige Verzögerung im ersten Abschnitt 510.
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Im zweiten Abschnitt 512 erfolgt eine Teilbremsung. Hierbei steigt die Verzögerung sprunghaft an. Die Gurtkraft weist einen leichten Anstieg auf. Gegen Ende des zweiten Abschnitts 512 erfolgt eine moderate Vorverlagerung, zu erkennen an einem leichten Anstieg der Insassenverlagerung.
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Im dritten Abschnitt 514 steigt die Verzögerung erneut sprunghaft an. Hierbei bleibt die Gurtkraft zunächst konstant. Gegen Ende des dritten Abschnitts 514 wird ein pyrotechnischer Gurtstraffer vorgetriggert, sodass die Gurtkraft kurzzeitig sprunghaft ansteigt und auf einem deutlich höheren Niveau als vor der Zündung des Gurtstraffers verbleibt. Bei der Zündung des pyrotechnischen Gurtstraffers fällt die Insassenverlagerung steil ab, beispielsweise auf null, und der Insasse erfährt eine Geschwindigkeit vprecrash entgegen Crash-Richtung.
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Die moderate Vorverlagerung in den der Kollision vorausgehenden Abschnitten 500, 512, 514 kann durch ein voranstoßendes Rückhaltemittel genutzt werden, um den Insassen so zu konditionieren, dass sich eine Geschwindigkeit vprecrash und eine Geschwindigkeit vcrash destruktiv überlagern.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung 500, einer Gurtkraft 502 und einer Insassenverlagerung 504 beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu 5 zeigt 6 ein Bremsprofil für einen gegurteten Insassen mit verfügbarem elektrischem Gurtstraffer. Hierbei erfolgt im ersten Abschnitt 510 ein leichtes Spannen des Gurtes über den elektrischen Gurtstraffer, um diesen zu blockieren. Dadurch kommt es zu einer früheren Kopplung. Im zweiten Abschnitt 512 erfolgt eine Teilbremsung mit Fokus auf Kollisionsvermeidung oder Energiereduktion. Hierbei sind Zeitpunkt und Betrag der Verzögerung abhängig von der Gurtkraft. Im dritten Abschnitt 514 erfolgt eine Vollbremsung bei etwa 1 g. Hierbei wird der pyrotechnische Gurtstraffer vorgetriggert, um ein voranstoßendes System zu haben. Der Platz nach hinten kann genutzt werden, um ungebremst Geschwindigkeit aufzubauen. Der Gurtstraffer kann nach Zündung des pyrotechnischen Gurtstraffers durch eine weitere Vorrichtung (pyrotechnisch, elektrisch, mechanisch und/oder pneumatisch), um eine Kopplung zu erhalten. Mittels des voranstoßenden Systems kann somit die Vorverlagerung reduziert werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine aktive Sitzverstellung genutzt werden, um einen voranstoßenden Effekt zu unterstützen.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs einer Verzögerung 500, einer Gurtkraft 502 und einer Insassenverlagerung 504 beim Bremsen eines Fahrzeugs mittels eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den 5 und 6 zeigt 7 ein Bremsprofil für einen Insassen, der sich in der Keep-out-Zone, auch KO-Zone genannt, befindet.
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Hierbei erfolgt im zweiten Abschnitt
512 das Zurückholen des Insassen durch Absenken der Verzögerung, um die auf den Insassen wirkende Kraft zu verringern und ihn mithilfe des elektrischen Gurtstraffers aus der KO-Zone zu holen. Der Insasse befindet sich in der KO-Zone, wenn der Abstand des Insassen zum Lenkrad oder zum Armaturenbrett beispielsweise kleiner als 10 cm ist. Die KO-Zone ist in
7 in einem separaten Diagramm als Abstand a zwischen einer y-Achse des Diagramms und einer gestrichelten Linie schematisch dargestellt. Die y-Achse repräsentiert eine Kraft F, eine x-Achse eine Strecke s, wobei gilt:
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Sobald erkannt wird, dass sich der Insasse in der KO-Zone befindet, wird das Bremsprofil gestartet. Sobald sich der Insasse außerhalb der KO-Zone befindet, wird das Bremsprofil abgebrochen und beispielsweise ein übergeordnetes Bremsprofil übernommen. Der Vorteil des in 7 dargestellten Bremsprofils besteht darin, dass der Insasse durch Verlagerung aus der KO-Zone herausbewegt werden kann.
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Je nach Ausführungsbeispiel kann bei der Bestimmung der anhand der 5 bis 7 beschriebenen Bremsprofile bei einer drohenden Kollision die Verlagerung des Insassen unter Berücksichtigung eines aktuellen Gurtstatus (angelegt, Retraktor blockiert, aktuell anliegende Spannkraft, im aktuellen Tragezyklus bereits angewandte Spannkraft), einer Nutzung der Vorverlagerung als Rückverlagerungsweg durch Vortriggern des pyrotechnischen Gurtstraffers, einer aktuellen Sitzeinstellung (Rückenlehnenneigung, Sitzlängsverstellung, Sitzkissenneigung) und von personenbezogenen Informationen wie Gewicht, Größe, Geschlecht und Alter minimiert werden.
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8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 800 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einem vorangehend anhand der 1 bis 7 beschriebenen Steuergerät durchgeführt oder angesteuert werden. Hierbei werden in einem Schritt 810 das Gurtstatussignal und das Insassenpositionssignal eingelesen. In einem Schritt 820 werden die beiden Signale verarbeitet, um die Vorverlagerung des Insassen zu ermitteln. Schließlich wird in einem Schritt 830 das Steuersignal zum Steuern der Bremseinrichtung oder des Rückhaltemittels des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Vorverlagerung erzeugt, um die Vorverlagerung zu ändern.
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Die Schritte 810, 820, 830 können fortlaufend durchgeführt werden.
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Das Verfahren 800 wird beispielsweise bei einer drohenden Kollision des Fahrzeugs zyklisch aufgerufen, wobei die Aktivierung des elektrischen Gurtstraffers oder der elektrischen Sitzverstellung kontinuierlich berücksichtigt wird.
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Zusätzlich wird mit Zündung des pyrotechnischen Gurtstraffers vor der Kollision ein voranstoßendes Schutzsystem geschaffen, das die durch die Fahrzeugverzögerung verursachte Vorverlagerung des Insassen als Rückverlagerungsweg nutzt.
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Dadurch, dass der Rückverlagerungsweg im Bremsprofil durch die Fahrzeugverzögerung geschaffen wird und die Gurtlose des Gurtes eliminiert wird, kann die Effektivität des Systems gesteigert werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
